[發明專利]用于渦輪發動機部件的沖擊孔

有效

• 申請號: 201710076414.6
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN107084004B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: R.S.班克;J.R.艾倫
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D5/18
• 分類號: F01D5/18;F01D9/02;F01D25/12;F02C7/18;F23R3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;李強

本發明公開一種用于沖擊孔的設備，該沖擊孔用于燃氣渦輪發動機的發動機部件，該設備包括沖擊擋板。該沖擊擋板與沖擊表面間隔開并且包括多個沖擊孔以用于向沖擊表面提供沖擊流。沖擊孔能夠具有傾斜上游邊緣，使得入口具有比出口大的橫截面積。沖擊孔的壁能夠具有罩，以提供較高的剪切流含量，從而使沖擊表面上的灰塵積聚最少。

背景技術

渦輪發動機，并且具體地燃氣渦輪發動機或燃燒渦輪發動機是從燃燒氣體流提取能量的旋轉發動機，燃燒氣體流通過發動機中的一系列壓縮機級（其中包括旋轉輪葉對和固定葉片對）、通過燃燒器、隨后到達多個渦輪輪葉上。

用于飛行器的燃氣渦輪發動機被設計成在高溫下操作，以使發動機效率最大化，因此可能需要對某些發動機部件（例如高壓渦輪和低壓渦輪）進行冷卻。典型地，通過將較冷的空氣從高壓壓縮機和/或低壓壓縮機輸送到需要冷卻的發動機部件來實現冷卻。高壓渦輪中的溫度為大約1000^oC到2000^oC，來自壓縮機的冷卻空氣為大約500^oC到700^oC。盡管壓縮機空氣處于高溫，但是其相比渦輪空氣較冷，并且能夠用于冷卻渦輪。

發動機部件能夠包括沖擊擋板，該沖擊擋板具有多個沖擊孔，以將冷卻空氣沖擊到部件表面上從而提供增強冷卻。典型的沖擊孔正交于冷卻空氣沖擊于其上的表面布置，從而造成灰塵或特定物質積聚在受沖擊表面上。

發明內容

在一個方面中，本發明的實施例涉及一種用于燃氣渦輪發動機的發動機部件，該發動機部件產生熱燃燒氣體流并且提供冷卻流體流，該發動機部件包括外壁，該外壁將熱燃燒氣體流與冷卻流體流分開并且具有面向燃燒氣體流的熱表面和面向冷卻流體流的冷卻表面。該發動機部件還包括：沖擊擋板，該沖擊擋板與冷卻表面間隔開；至少一個沖擊孔，該至少一個沖擊孔設置于沖擊擋板中，該至少一個沖擊孔具有入口和出口，以用于向冷卻表面提供冷卻流體流；和通道，該通道將入口流體地聯接到出口并且具有第一壁和第二壁，從而在入口和出口之間限定出直線通道中心線。第一壁相對于與冷卻表面正交的軸線以一定角度布置并且第二壁與冷卻表面正交。

在另一個方面中，本發明的實施例涉及一種用于燃氣渦輪發動機的發動機部件，該發動機部件產生熱燃燒氣體流并且提供冷卻流體流，該發動機部件包括外壁，該外壁將熱燃燒氣體流與冷卻流體流分開并且具有面向熱燃燒氣體流的熱表面和面向冷卻流體流的冷卻表面。該發動機部件還包括：沖擊擋板，該沖擊擋板與冷卻表面間隔開；至少一個沖擊孔，該至少一個沖擊孔設置于沖擊擋板中，該至少一個沖擊孔具有入口和出口；通道，該通道將入口流體地聯接到出口并且具有傾斜壁和直壁；和罩，該罩布置于直壁上。

其中所述罩至少部分地限定所述入口。

其中所述罩覆蓋在所述出口的至少第一部分之上。

其中所述罩并不覆蓋在所述出口的第二部分之上。

其中所述出口的第一部分大于或等于所述出口的第二部分。

其中所述入口具有的在所述傾斜壁和所述直壁之間的長度大于所述出口的在所述傾斜壁和所述直壁之間的長度。

其中所述出口具有的在所述傾斜壁和所述直壁之間的長度大于或等于所述擋板的厚度。

其中穿過所述沖擊孔的中心線是非直線的。

其中所述入口為變形橢圓形，所述變形橢圓形具有由所述罩占據的變形，并且所述出口成圓形形狀。

其中所述入口和所述出口成圓角矩形形狀。

其中所述沖擊擋板具有冷卻表面并且所述罩與所述冷卻表面齊平。

其中所述沖擊擋板具有冷卻表面并且所述罩與所述冷卻表面間隔開。